В клинике наиболее часто используются электроны, частицы с отрицательным зарядом, которые получают в линейном ускорителе, при этом они излучаются непосредственно (без промежуточной мишени). Пучок электронов применяется для лечения поверхностных опухолей, тогда как рентгеновские и гамма-лучи – для терапии глубокого расположенных. Другие частицы – протоны с положительным зарядом, альфа-частицы (ядра атома гелия), ионы с высоким зарядом (углерод, неон, аргон, кремний) пи-мезоны и нейтроны – используются значительно реже и по особым показаниям.